Підвищення ефективності очищення газопроводів від рідинних забруднень

Abstract

У статті розглядаються сучасні методи підвищення ефективності очищення трубопровідного транспорту. Найбільш ефективним методом підвищення ефективності газопроводу є періодичне його очищення із застосуванням механічних очисних пристроїв. Причинами зниження ефективності є наявність рідини в порожнині трубопроводу, яка може перебувати у двох формах – високов’язких смолистих відкладів та малов’язких рідких відкладів. Відкладення зменшують площу поперечного перерізу і збільшують гідравлічний опір. Незалежно від конструкції очисного пристрою жоден з них не може повністю видалити рідинні забруднення. Проаналізовано причини виникнення перетоків через рухому границю, які призводять до погіршення якості очищення газопроводу. В момент зустрічі очисного поршня з пробкою рідинних забруднень у газопроводі виникає гідравлічний удар, внаслідок чого деформуються ущільнюючі елементи поршня, і частина рідини перетікає в запоршневий простір. Авторами встановлено, що підвищення ефективності очищення можна досягнути, знизивши величину підвищення тиску в результаті гідроудару, не знижуючи при цьому швидкості руху поршня. Запропоновано алгоритм підвищення ефективності очищення трубопроводу, що базується на зменшенні перетоків через рухому границю при витисненні рідини з трубопроводу очисним поршнем, шляхом аерації рідинної пробки. Досліджено вплив газового вмісту рідинної пробки на величину перетоків у просторі за поршнем. Побудовано математичну модель процесу, на основі реалізації якої встановлено закономірності коливання тиску в газорідинному середовищі. На основі проведених розрахунків побудовано графічні залежності зміни тиску у рідинній фазі від довжини пробки та величини тиску на поршень від газонасиченості рідинної пробки.

The article considers modern methods of improving the efficiency of pipeline transport cleaning. The most effective method for increasing the efficiency of the gas pipeline is its periodic cleaning with the use of mechanical cleaning units. The reasons for the decrease of efficiency are the presence of fluid in the pipeline interior. Fluid can be in two forms – high-viscosity resin sediments and low-viscosity liquid sediments. Sediments reduce the area of the cross-section and increase the hydraulic resistance. Regardless of the design of the cleaning units, none of them can completely remove liquid contamination. The authors analyze the causes of the flow over the moving boundary. This overflow worsens the quality of gas pipeline cleaning. At the moment when the cleaning piston meets an obstruction of liquid contaminants in the gas pipeline there is a hydraulic impact as a result of which the sealing elements of the piston deform, and part of the fluid overflows into the chamber behind the piston. The authors discover that the increase of cleaning efficiency can be achieved by reducing the amount of pressure increase (which is the result of hydraulic impact) without decreasing the piston speed. The algorithm for improving the efficiency of pipeline cleaning is suggested. It is based on the reduction of over-the-moving-boundary flow by the aeration of the liquid plug. The influence of the gas content of the liquid plug on the amount of the flow in behindthe- piston space has been investigated. A mathematical model of the process was created. On the basis of its implementation the patterns of pressure fluctuations in the gas-liquid medium are established. On the basis of the calculations, the authors have designed the graphic dependence of the pressure change in the liquid phase on the length of the obstruction and the dependence of the pressure on a piston on the gas saturation of the liquid plug.